WO2017068848A1 - インバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法 - Google Patents

インバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法 Download PDF

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将人 伊藤
謙一 相場
孝志 中神
渡邊　恭平
尚希 西川
克弘 齊藤
清水　健志
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三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an inverter-integrated electric compressor, a circuit board, and a circuit board manufacturing method.
  • An inverter for an electric compressor that drives an electric compressor used in a vehicle air conditioner amplifies the voltage at both ends of the shunt resistor generated by an input current flowing through the shunt resistor by an operational amplifier circuit, and then sends it to a CPU (Central Processing Unit).
  • an input current detection circuit for detecting an input current of the inverter by performing A / D (analog / digital) conversion.
  • the power consumption of the electric compressor is obtained by multiplying the input current detected by the input current detection circuit with the input voltage.
  • Patent Document 1 a first operational amplifier that includes a first operational amplifier that operates and amplifies a potential difference between both ends of a shunt resistor and outputs the same to a CPU, and a second operational amplifier that detects an offset voltage, and changes with time.
  • a motor control device that corrects a motor load current value calculated based on the output of is disclosed.
  • the operational amplifier circuit used in the input current detection circuit causes an error in the output signal according to a temperature change, and this error leads to a decrease in the accuracy of the input current. Therefore, the error is reduced and the accuracy of the input current is improved.
  • electric compressors used in, for example, vehicle air conditioning equipment are hot due to radiant heat from the engine before startup, but the inverter is controlled by the flowing refrigerant (suction refrigerant) after startup, so the inverter is controlled.
  • the substrate side to be cooled is also indirectly cooled. Therefore, the electric compressor for the air conditioning equipment of the vehicle has a problem that the detection error of the input current becomes large because the temperature change before and after the operation becomes large.
  • Patent Document 1 does not suggest use in an apparatus in which the temperature change before and after the operation becomes large, such as an electric compressor for a vehicle air-conditioning equipment, but detection of an input current after the operation of the electric compressor. The problem of large errors cannot be solved.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an inverter capable of improving the detection accuracy of the current flowing through the electric compressor after the operation of the electric compressor where the temperature change before and after the operation becomes large.
  • An object is to provide an integrated electric compressor, a circuit board, and a method for manufacturing the circuit board.
  • a first aspect of the present invention is an inverter-integrated electric compressor in which an inverter device including a circuit board on which an inverter circuit is mounted is integrated in an inverter housing portion, and compresses and discharges a sucked refrigerant,
  • the circuit board includes a current detection resistor that is connected in series with the inverter circuit and detects a current, and a first amplifier that amplifies and outputs a voltage that appears as a voltage drop in the current detection resistor, and the inverter circuit And an offset correction circuit having a second amplifier that performs offset correction of the first amplifier, wherein the first amplifier and the second amplifier are one integrated circuit.
  • the voltage that appears as a voltage drop in the current detection resistor that is provided in the current detection circuit that detects the input current flowing in the inverter circuit and is connected in series with the inverter circuit to detect the current is amplified.
  • a circuit board in which a first amplifier to be output and a second amplifier of an offset correction circuit that performs offset correction of the first amplifier are integrated in one integrated circuit is incorporated into the inverter-integrated electric compressor.
  • the inverter-integrated electric compressor has a larger temperature change due to the influence of the suction refrigerant after the start-up operation than before the start-up operation, but the first amplifier and the second amplifier integrated in the same integrated circuit Since the temperature is substantially the same, even if temperature drift occurs, the offset values of the first amplifier and the second amplifier can be made equal, and the detection error of the input current flowing through the inverter circuit can be made as small as possible. it can.
  • the current detection circuit of the inverter-integrated electric compressor includes a first peripheral component for adjusting a value of the first amplifier, and the offset correction circuit includes a first peripheral component for adjusting the value of the second amplifier.
  • the resistor included in the first peripheral component of the current detection circuit and the resistor included in the second peripheral component of the offset correction circuit may be those in the same lot at the manufacturing stage. .
  • the resistance of each peripheral component is the same lot, so that the current detection circuit and the offset correction circuit have less individual differences in temperature characteristics and variations in accuracy, and the input current detection error can be reduced.
  • the current detection circuit and the offset correction circuit of the inverter-integrated electric compressor include a resistor included in the first amplifier, the second amplifier, the first peripheral component, and a resistor included in the second peripheral component. It may be mounted on the same surface of the circuit board and provided on the same ground plane.
  • the amplifiers and resistors of the current detection circuit and the offset correction circuit are mounted on the same surface of the circuit board and provided on the same ground plane, the current detection circuit and the offset correction circuit have temperature unevenness. Get smaller. Thereby, the detection error of the input current flowing through the inverter circuit can be further reduced.
  • a second aspect of the present invention is a circuit board in which an inverter circuit is mounted in an inverter housing portion of an inverter-integrated electric compressor that compresses and discharges a sucked refrigerant, and is integrated as an inverter device,
  • a current detection resistor that is connected in series with the inverter circuit and detects a current
  • a first amplifier that amplifies and outputs a voltage that appears as a voltage drop in the current detection resistor, and detects an input current flowing through the inverter circuit
  • a circuit board comprising: a current detection circuit configured to perform an offset correction circuit including a second amplifier that performs offset correction of the first amplifier; and the first amplifier and the second amplifier are integrated in a single integrated circuit. It is.
  • an inverter circuit is mounted in an inverter housing portion of an inverter-integrated electric compressor that compresses and discharges the sucked refrigerant, and is connected in series with the inverter circuit to detect current.
  • a first amplifier of a current detection circuit that amplifies and outputs a voltage that appears as a voltage drop across a resistor and a second amplifier of an offset correction circuit that performs offset correction of the first amplifier are integrated into a single integrated circuit.
  • a method of manufacturing a circuit board integrated as an inverter device wherein the current detection circuit includes a first peripheral component for adjusting a value of the first amplifier, and the offset correction circuit includes: A second peripheral component for adjusting a value of the second amplifier; a resistor included in the first peripheral component of the current detection circuit; and an offset correction circuit Serial resistors included in the second peripheral component is a method of manufacturing a circuit board as the same lot of production steps are used.
  • the present invention has an effect that it is possible to improve the detection accuracy of the current flowing through the electric compressor after the operation of the electric compressor where the temperature change before and after the operation becomes large.
  • FIG. 1 is a circuit schematic diagram of an inverter device of an inverter-integrated electric compressor according to the present invention. It is the schematic of the circuit board of the inverter apparatus of the inverter integrated electric compressor which concerns on this invention. It is the schematic which shows the surface of the circuit board of the inverter apparatus of the inverter integrated electric compressor which concerns on this invention. It is the schematic which shows the cross section of the circuit board of the inverter apparatus of the inverter integrated electric compressor which concerns on this invention.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a main part of an inverter-integrated electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • the inverter-integrated electric compressor 1 includes an aluminum alloy housing 8 that constitutes an outer shell.
  • the housing 8 integrally couples an electric motor housing 5 for containing the electric motor 3, a compressor housing 7 containing a scroll compression mechanism (hereinafter referred to as "compression mechanism") 4, and a bearing housing 6 therebetween. It has been configured.
  • an electric motor 3 and a compression mechanism 4 built in a housing 8 are connected via a main shaft (rotary shaft) 10, and the electric motor 3 includes an inverter device 2 described later.
  • the compression mechanism 4 is driven by being driven to rotate.
  • a stator 11 and a rotor 12 constituting the electric motor 3 are incorporated in the electric motor housing 5.
  • the compression mechanism 4 and the electric motor 3 are connected via the main shaft 10, and the compression mechanism 4 is driven by rotating the electric motor 3.
  • the main shaft 10 is rotatably supported by a main bearing 14 held by the bearing housing 6 and a sub-bearing 15 held by the end of the electric motor housing 5.
  • a refrigerant suction port (not shown) is provided at an end of the motor housing 5, and a suction pipe of a refrigeration cycle is connected to the refrigerant suction port so that low-pressure refrigerant gas is sucked into the motor housing 5. It is like that.
  • the refrigerant gas flows through the motor housing 5 and cools the electric motor 3, and then is sucked into the compression mechanism 4, where it is compressed into a high-temperature and high-pressure refrigerant gas, which is provided at the end of the compressor housing 7. It is comprised so that it may discharge to the discharge piping of a refrigerating cycle from the discharge port which does not.
  • the electric motor 3 is driven via the inverter device 2 and the rotation speed is variably controlled according to the air conditioning load.
  • the inverter device 2 includes a circuit board 60 (see FIGS. 3, 4, and 4) inside an inverter case (inverter housing portion) 9 integrally formed on the outer peripheral portion of the housing 8, for example, the left side of the housing 8. 5) is housed and installed, and is integrated with the inverter-integrated electric compressor 1.
  • the inverter case 9 is sealed by attaching the inverter cover 13 after the inverter device 2 is assembled.
  • the electric motor 3 and the compression mechanism 4 provided in the housing 8 may be well-known and will not be described.
  • the inverter device 2 is electrically connected to the electric motor 3 via a bus bar, a glass insulation terminal, a motor terminal, a lead wire, and the like (not shown).
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a circuit included in the inverter device 2.
  • the inverter device 2 includes an inverter circuit 40, a current detection circuit 30, an offset cancellation circuit (offset correction circuit) 20, a noise removal circuit 45, and a control unit 41.
  • the inverter device 2 includes a large number of exothermic electrical components (switching elements S), which will be described later, and elements that operate at a low voltage, such as the CPU 80 and the current detection circuit 30. Is included.
  • the inverter circuit 40 including the switching element S, the current detection circuit 30, and the offset cancel circuit 20 are provided on the circuit board 60.
  • the inverter circuit 40 includes upper-arm switching elements S1u, S1v, S1w and lower-arm switching elements S2u, S2v, S2w (switching element S) provided for each phase.
  • the inverter circuit 40 is configured such that the switching element S is driven by a gate driver (not shown) on the basis of a control signal from the host controller, so that the DC power supplied from the power supply unit mounted on the vehicle is 3 It converts into phase alternating current power, outputs from a UWV terminal, and supplies it to the electric motor 3.
  • the switching element S is a power semiconductor element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
  • the inverter circuit 40 is configured such that a power semiconductor element, which is an exothermic electrical component (heating element), is cooled by a refrigerant.
  • the inverter circuit 40 includes a switching circuit and a control board on which the control circuit is mounted, a smoothing capacitor, an inductor coil, and other high-voltage components. .
  • the current detection circuit 30 includes a first amplifier 31 and a shunt resistor (current detection resistor) 32.
  • the current detection circuit 30 also includes a first peripheral component 35 including peripheral resistors R1, R2, R3, and R4 provided to adjust a value output from the first amplifier 31.
  • the shunt resistor 32 is inserted between the inverter circuit 40 and the ground, is connected in series with the inverter circuit 40, and detects the flowing current.
  • the first amplifier 31 has both ends connected to both ends of the shunt resistor 32, amplifies a voltage that appears as a voltage drop in the shunt resistor 32, and outputs the amplified voltage to the control unit 41.
  • the offset cancel circuit 20 has a second amplifier 21 that detects the offset voltage of the first amplifier 31. Specifically, both ends of the second amplifier 21 of the offset cancel circuit 20 are connected to the ground potential, and always detect a value of 0 [V] and output it to the control unit 41.
  • the offset cancel circuit 20 also includes a second peripheral component 25 including peripheral resistors R1 ', R2', R3 ', R4' provided to adjust the value output from the second amplifier 21.
  • the current detection circuit 30 is different from the offset cancellation circuit 20 in that a shunt resistor 32 is provided.
  • the current detection circuit 30 and the offset cancellation circuit 20 configure the first peripheral component 35 and the second peripheral component 25 equally, and the value equal to the offset of the current detection circuit 30 is the offset cancellation circuit 20.
  • the noise removal circuit 45 includes a resistor and a capacitor, and removes noise from the signal output from the current detection circuit 30.
  • the noise removal circuit 45 ′ includes a resistor and a capacitor, and removes noise from the signal output from the offset cancellation circuit 20.
  • the control unit 41 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 80, a RAM (Random Access Memory) (not shown), a computer-readable recording medium, and the like.
  • a series of processing steps for realizing various functions to be described later is recorded in a recording medium or the like in the form of a program, and the CPU 80 reads out the program to the RAM and executes information processing / calculation processing.
  • various functions described later are realized.
  • control unit 41 measures the offset voltage of the first amplifier 31 acquired from the current detection circuit 30 before starting the inverter-integrated electric compressor 1, and stores it in a storage unit (not shown).
  • the zero voltage of the first amplifier 31 is corrected by correcting the stored offset voltage, the corrected output value of the first amplifier 31 is A / D converted, and further converted into a current value, and an inverter circuit 40 input currents are detected.
  • the control unit 41 sequentially corrects the voltage output value of the first amplifier 31 by the output value (0 [V]) of the second amplifier 21. As a result, the offset voltage of the first amplifier 31 is corrected.
  • the control unit 41 performs A / D conversion on the corrected voltage output value of the first amplifier 31 and further converts it into a current value to detect the input current of the inverter circuit 40. That is, the control unit 41 calculates a detection voltage value obtained by canceling the offset voltage as shown in the following equation (1).
  • (Detection voltage value) (Output value of the first amplifier) ⁇ (Output value of the second amplifier) (1) In this way, the offset voltage due to the temperature change after the operation can be canceled by sequentially correcting during the operation.
  • FIG. 4 and 5 show an example of the arrangement of the components on the circuit board 60 in the inverter device 2.
  • 4 shows a schematic view of the substrate surface of the circuit board 60
  • FIG. 5 shows a longitudinal sectional view of the circuit board 60.
  • Reference numeral X in FIG. 4 indicates an integrated circuit.
  • the integrated circuit X is configured by integrating the first amplifier 31 of the current detection circuit 30 and the second amplifier 21 of the offset cancellation circuit 20 described above. Since the first amplifier 31 and the second amplifier 21 are integrated in one integrated circuit X, the elements of the first amplifier 31 and the second amplifier 21 even when the temperature of the circuit board 60 is changed. The temperature difference is small, and the characteristics as a semiconductor are close. As described above, since the first amplifier 31 and the second amplifier 21 are integrated in one integrated circuit X, the temperature drift is accurately detected, and the offset values of the first amplifier 31 and the second amplifier 21 are affected by the influence of the temperature drift. The offset error caused by the difference can be made as small as possible.
  • the integrated circuit X including the first amplifier 31 and the second amplifier 21, the first peripheral component 35 including the peripheral resistors R1 to R4, and the second peripheral component including the peripheral resistors R1 ′ to R4 ′. 25 are all mounted on the same surface of the circuit board 60 and arranged on the same ground plane 50.
  • the ground plane 50 is disposed on the inner layer of the circuit board 60 as shown in FIG.
  • the parts used in the current detection circuit 30 and the offset cancellation circuit 20 in this embodiment are preferably the same lots in the manufacturing stage. Specifically, the peripheral resistors R1 to R4 of the current detection circuit 30 and the peripheral resistors R1 'to R4' of the offset cancel circuit 20 are respectively in the same lot at the manufacturing stage. The parts used in the current detection circuit 30 and the offset cancellation circuit 20 are of the same lot in the manufacturing stage, so that individual differences in temperature characteristics and initial accuracy errors are reduced.
  • action of the inverter integrated electric compressor 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. Since the temperature of the inverter-integrated electric compressor 1 rises due to the influence of the radiant heat of the vehicle engine and the like before startup, the temperature of the circuit board 60 of the inverter device 2 also rises accordingly. Before the inverter-integrated electric compressor 1 is started, the zero voltage of the first amplifier 31 is corrected using the measured value of the offset voltage of the first amplifier 31 of the current detection circuit 30 stored in the storage unit. The output value of the first amplifier 31 thus converted is A / D converted and further converted into a current value, whereby the input current of the inverter circuit 40 is detected.
  • the low-pressure refrigerant gas after circulating through the refrigeration cycle is sucked into the motor housing 5 from a refrigerant suction port (not shown), and flows through the motor housing 5 to the compression mechanism 4. Inhaled.
  • the refrigerant gas that has been compressed by the compression mechanism 4 and has become high temperature and pressure is circulated from a discharge port (not shown) provided at an end of the compressor housing 7 to a refrigeration cycle through a discharge pipe.
  • the low-temperature low-pressure refrigerant gas that circulates in the motor housing 5 performs an endothermic action on the operating heat generated from the inverter device 2 in the inverter case 9 via the housing outer wall portion of the motor housing 5, and the like. Cool the heating elements such as S. Then, the circuit board 60 is indirectly cooled.
  • a voltage that appears as a voltage drop of the shunt resistor 32 connected in series with the inverter circuit 40 is amplified by the first amplifier 31 and output to the control unit 41.
  • the offset of the output of the first amplifier 31 is sequentially corrected by the zero voltage detected by the second amplifier 21 whose both ends are set to the ground potential. Based on the output of the first amplifier 31 thus corrected for offset, the input current of the inverter circuit 40 is detected.
  • the first amplifier 31 and the second amplifier 21 are integrated in one integrated circuit X, the first amplifier 31 and the second amplifier 21 can be used even if the temperature change increases before and after the inverter-integrated electric compressor 1 is started. The temperature difference between the amplifier 31 and the second amplifier 21 is suppressed, and the offset error can be further suppressed.
  • the circuit board 60 including the current detection circuit 30, the offset cancellation circuit 20, and the inverter circuit 40 by configuring the circuit board 60 including the current detection circuit 30, the offset cancellation circuit 20, and the inverter circuit 40, the first amplifier 31 and the second amplifier 21 that are caused by temperature changes after the operation of the electric motor 3 are performed.
  • the offset error can be canceled and the accuracy of the input current of the inverter circuit 40 detected by the current detection circuit can be improved.
  • the first amplifier 31 that detects the input current flowing through the inverter circuit 40, and the circuit board 60 in which the second amplifier 21 for detecting the offset voltage of the first amplifier 31 is integrated in one integrated circuit is incorporated in the inverter-integrated electric compressor 1.
  • the inverter-integrated electric compressor 1 for a vehicle air-conditioning system has a large change in the temperature of the circuit board 60 due to the influence of the suction refrigerant after the start-up operation compared to before the start-up, but is integrated in the same integrated circuit. Since the first amplifier 31 and the second amplifier 21 are at substantially the same temperature, the offset values of the first amplifier 31 and the second amplifier 21 can be made equal, and the detection error of the input current flowing through the inverter circuit 40 is allowed. It can be made as small as possible.
  • the current detection circuit 30 and the offset cancellation circuit 20 have individual differences in variations in temperature characteristics and accuracy. Etc., and the detection error of the input current can be reduced. Further, since the current detection circuit 30 and the offset cancellation circuit 20 are provided on the same surface of the circuit board 60 and on the same ground plane 50, temperature unevenness of the current detection circuit 30 and the offset cancellation circuit 20 is reduced. Thereby, the detection error of the input current flowing through the inverter circuit 40 can be further reduced.

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Abstract

運転前後の温度変化が大きくなる電動圧縮機の運転後において、電動圧縮機に流れる電流の検出精度を向上させる。インバータケースに、インバータ回路が実装された回路基板を含むインバータ装置（２）が一体に組み込まれ、吸入冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機であって、回路基板はインバータ回路（４０）と直列に接続され、電流を検出するシャント抵抗（３２）と、シャント抵抗（３２）における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器（３１）とを有し、インバータ回路（４０）に流れる入力電流を検出する電流検出回路（３０）と、第１増幅器（３１）のオフセット補正を行う第２増幅器（２１）を有するオフセット補正回路（２０）とを備え、第１増幅器（３１）と第２増幅器（２１）とが、１つの集積回路に集積されている。

Description

インバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法
　本発明は、インバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法に関するものである。
　車両用空調設備に用いられる電動圧縮機を駆動する電動圧縮機用インバータは、入力電流がシャント抵抗に流れることにより生じるシャント抵抗の両端の電圧をオペアンプ回路で増幅後、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）にてＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換してインバータの入力電流を検出する入力電流検出回路を備えている。入力電流検出回路で検出された入力電流は、入力電圧との積によって電動圧縮機の消費電力が得られる。
　近年、自動車業界では低燃費とされる運転が望まれており、低燃費運転を実現する電動圧縮機の消費電力を正確に検出するために、インバータの入力電流の検出精度の要求も厳しくなっている。
　下記特許文献１では、シャント抵抗の両端の電位差を作動増幅してＣＰＵに出力する第１オペアンプと、オフセット電圧を検出する第２のオペアンプとを備え、時間経過に伴って変化する第１のオペアンプの出力に基づき演算されるモータ負荷電流値を補正するモータ制御装置が開示されている。
国際公開第２００４／０６２０７９号
　ところで、入力電流検出回路で用いられるオペアンプ回路は、温度変化に応じて出力信号に誤差を生じさせ、この誤差が入力電流の精度低下に繋がるので、誤差を低減して入力電流の精度を向上させる必要がある。特に、例えば車両の空調設備で用いられる電動圧縮機は、起動前はエンジンの輻射熱等により高温であるが、起動運転後は流れる冷媒（吸入冷媒）によりインバータの冷却が行われるため、インバータを制御する基板側も間接的に冷やされる。そのため、車両の空調設備用の電動圧縮機は、運転前後の温度変化が大きくなることから、入力電流の検出誤差が大きくなるという問題があった。
　しかしながら、上記特許文献１は、車両の空調設備用の電動圧縮機のように運転前後の温度変化が大きくなる装置に用いることを示唆するものでなく、電動圧縮機の運転後の入力電流の検出誤差が大きくなるという問題を解決できない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、運転前後の温度変化が大きくなる電動圧縮機の運転後において、電動圧縮機に流れる電流の検出精度を向上させることができるインバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１態様は、インバータ収容部に、インバータ回路が実装された回路基板を含むインバータ装置が一体に組み込まれ、吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機であって、前記回路基板は、前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器とを有し、前記インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路と、前記第１増幅器のオフセット補正を行う第２増幅器を有するオフセット補正回路と、を備え、前記第１増幅器と前記第２増幅器とが、１つの集積回路に集積されているインバータ一体型電動圧縮機である。
　本発明の第１態様によれば、インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路に設けられ、インバータ回路と直列に接続され電流を検出する電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器と、第１増幅器のオフセット補正を行うオフセット補正回路の第２増幅器とが１つの集積回路に集積された回路基板がインバータ一体型電動圧縮機に組み込まれる。
　これにより、インバータ一体型電動圧縮機は、起動前と比較して起動運転後において、吸入冷媒の影響により温度変化は大きくなるが、同じ集積回路に集積されている第１増幅器と第２増幅器とは温度が略同じになるので、温度ドリフトが生じても第１増幅器と第２増幅器のオフセット値を等しくすることができ、インバータ回路に流れる入力電流の検出誤差を可及的に小さくすることができる。
　上記インバータ一体型電動圧縮機の前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられてもよい。
　各周辺部品の抵抗は、同ロットのものが用いられることにより、電流検出回路及びオフセット補正回路は温度特性、精度のばらつきの個体差等が少なくなり、入力電流の検出誤差を小さくできる。
　上記インバータ一体型電動圧縮機の前記電流検出回路及び前記オフセット補正回路は、前記第１増幅器、前記第２増幅器、前記第１周辺部品に含まれる抵抗、及び前記第２周辺部品に含まれる抵抗が前記回路基板における同一の面に実装され、かつ、同一のグランドプレーンに設けられてもよい。
　前記電流検出回路及び前記オフセット補正回路の増幅器及び抵抗が、回路基板における同一の面に実装され、かつ、同一グランドプレーン上に設けられることにより、前記電流検出回路と前記オフセット補正回路の温度ムラが小さくなる。これにより、インバータ回路に流れる入力電流の検出誤差をより小さくできる。
　本発明の第２態様は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部にインバータ回路を実装し、インバータ装置として一体に組み込まれている回路基板であって、前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器とを有し、前記インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路と、前記第１増幅器のオフセット補正を行う第２増幅器を有するオフセット補正回路とを備え、前記第１増幅器と前記第２増幅器とを、１つの集積回路に集積している回路基板である。
　本発明の第３態様は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部に、インバータ回路を実装し、前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する電流検出回路の第１増幅器と、前記第１増幅器のオフセット補正を行うオフセット補正回路の第２増幅器とを１つの集積回路に集積して構成し、インバータ装置として一体に組み込まれている回路基板の製造方法であって、前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられる回路基板の製造方法である。
　本発明は、運転前後の温度変化が大きくなる電動圧縮機の運転後において、電動圧縮機に流れる電流の検出精度を向上させることができるという効果を奏する。
本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機の概略構成を説明する縦断面図である。 本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路概略図である。 本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路基板の概略図である。 本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路基板の表面を示す概略図である。 本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路基板の断面を示す概略図である。
　以下に、本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
　本実施形態で説明するインバータ一体型電動圧縮機は、車両用の空調装置に用いられる場合を例に挙げて説明する。
　図１には、本発明の一実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の主要部の縦断面図が示されている。
　インバータ一体型電動圧縮機１は、外殻を構成するアルミニウム合金製のハウジング８を備えている。ハウジング８は、電動モータ３を内蔵するための電動機ハウジング５と、スクロール圧縮機構（以下「圧縮機構」という）４を内蔵する圧縮機ハウジング７と、それらの間に軸受ハウジング６とを一体に結合した構成とされている。
　インバータ一体型電動圧縮機１は、ハウジング８内に内蔵されている電動モータ３と圧縮機構４とが主軸（回転軸）１０を介して連結されており、電動モータ３が後述するインバータ装置２を介して回転駆動されることにより圧縮機構４が駆動される。
　電動機ハウジング５内には、電動モータ３を構成するステータ１１およびロータ１２が組み込まれる。圧縮機構４と電動モータ３は、主軸１０を介して連結され、電動モータ３を回転させることにより、圧縮機構４が駆動されるよう構成されている。主軸１０は、軸受ハウジング６に保持されたメインベアリング１４と、電動機ハウジング５の端部に保持されたサブベアリング１５とによって回転自在に軸支されている。
　また、電動機ハウジング５の端部には、図示しない冷媒吸入口が設けられており、該冷媒吸入口には冷凍サイクルの吸入配管が接続され、低圧の冷媒ガスが電動機ハウジング５内に吸入されるようになっている。冷媒ガスは、電動機ハウジング５内を流通して電動モータ３を冷却した後に圧縮機構４に吸い込まれ、そこで圧縮されて高温高圧の冷媒ガスとなり、圧縮機ハウジング７の端部に設けられている図示しない吐出口から冷凍サイクルの吐出配管へと吐出されるように構成される。
　電動モータ３は、インバータ装置２を介して駆動され、空調負荷に応じて回転数が可変制御されるものである。本実施形態において、インバータ装置２は、ハウジング８の外周部、例えば、ハウジング８の紙面左側に一体形成されたインバータケース（インバータ収容部）９の内部に、回路基板６０（図３、図４、図５参照）が収納設置される構成とされており、インバータ一体型電動圧縮機１と一体化されている。インバータケース９は、インバータ装置２が組み込まれた後、インバータカバー１３が取り付けられることによって密閉される構成とされている。
　なお、ハウジング８内に設けられる電動モータ３や圧縮機構４は、よく知られたものでよく、説明は省略する。
　インバータ装置２は、図示しないバスバー、ガラス絶縁端子、モータ端子、リード線等を介して電動モータ３に電気的に接続されている。
　図２には、インバータ装置２に含まれる回路の概略図が示されている。図２に示されるように、インバータ装置２は、インバータ回路４０と、電流検出回路３０と、オフセットキャンセル回路（オフセット補正回路）２０と、ノイズ除去回路４５と、制御部４１とを備えている。
　本実施形態においては、インバータ装置２は、図３に示されるように、後述する多数の発熱性のある電気部品（スイッチング素子Ｓ）とＣＰＵ８０や電流検出回路３０等の低電圧で動作する素子とを含んでいる。スイッチング素子Ｓを含むインバータ回路４０、電流検出回路３０、及びオフセットキャンセル回路２０は回路基板６０に設けられる。
　インバータ回路４０は、各相に対応して設けられた上側アームのスイッチング素子Ｓ１ｕ、Ｓ１ｖ、Ｓ１ｗと下側アームのスイッチング素子Ｓ２ｕ、Ｓ２ｖ、Ｓ２ｗと（スイッチング素子Ｓ）を備えている。インバータ回路４０は、これらのスイッチング素子Ｓが上位制御装置からの制御信号に基づいてゲートドライバ（図示省略）によって駆動されることにより、車両に搭載されている電源ユニットから供給される直流電力を３相交流電力に変換し、ＵＷＶ端子から出力して電動モータ３に供給する。スイッチング素子Ｓは、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワー半導体素子である。
　また、インバータ回路４０は、発熱性のある電気部品（発熱素子）であるパワー半導体素子が冷媒によって冷却されるように構成される。なお、インバータ回路４０は、スイッチング回路やその制御回路が実装された制御基板、平滑コンデンサ、インダクタコイル等の高電圧系部品を備えたものであり、公知のもの故、ここでの説明は省略する。
　電流検出回路３０は、第１増幅器３１とシャント抵抗（電流検出抵抗）３２とを備えている。また、電流検出回路３０は、第１増幅器３１から出力される値を調整するために設けられる周辺抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を含む第１周辺部品３５をも備えている。
　シャント抵抗３２は、インバータ回路４０とアースの間に介挿され、インバータ回路４０と直列に接続され、流れる電流を検出する。
　第１増幅器３１は、両端が、シャント抵抗３２の両端に接続され、シャント抵抗３２における電圧降下として現れる電圧を増幅して、制御部４１に出力する。
　オフセットキャンセル回路２０は、第１増幅器３１のオフセット電圧を検出する第２増幅器２１を有する。具体的には、オフセットキャンセル回路２０の第２増幅器２１は、両端がグランド電位に接続されており、常に０［Ｖ］の値を検出して制御部４１に出力する。また、オフセットキャンセル回路２０は、第２増幅器２１から出力される値を調整するために設けられる周辺抵抗Ｒ１’，Ｒ２’，Ｒ３’，Ｒ４’を含む第２周辺部品２５をも備えている。
　なお、図２に示されるように、電流検出回路３０は、オフセットキャンセル回路２０と比較してシャント抵抗３２を設ける点で異なる。増幅回路として、電流検出回路３０とオフセットキャンセル回路２０とは、第１周辺部品３５と第２周辺部品２５とを等しく構成しており、電流検出回路３０のオフセットと等しい値が、オフセットキャンセル回路２０より制御部４１に出力される。
　ノイズ除去回路４５は、抵抗やコンデンサを備えており、電流検出回路３０から出力される信号のノイズを除去する。
　ノイズ除去回路４５’は、抵抗やコンデンサを備えており、オフセットキャンセル回路２０から出力される信号のノイズを除去する。
　制御部４１は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）８０、図示しないＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵ８０がＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
　具体的には、制御部４１は、インバータ一体型電動圧縮機１の起動前において、電流検出回路３０から取得した第１増幅器３１のオフセット電圧を計測し、記憶部（図示略）に記憶させておき、記憶されたオフセット電圧分を補正することによって第１増幅器３１のゼロ電圧を補正し、補正された第１増幅器３１の出力値をＡ／Ｄ変換し、さらに電流値に変換してインバータ回路４０の入力電流を検出する。
　また、制御部４１は、インバータ一体型電動圧縮機１の起動後（運転中）において、第１増幅器３１の電圧出力値を、第２増幅器２１の出力値（０［Ｖ］）によって逐次補正することによって、第１増幅器３１のオフセット電圧を補正する。制御部４１は、補正された第１増幅器３１の電圧出力値をＡ／Ｄ変換し、さらに電流値に変換してインバータ回路４０の入力電流を検出する。すなわち、制御部４１は、オフセット電圧をキャンセルした検出電圧値を以下の（１）式のように算出する。
　　（検出電圧値）＝（第１増幅器の出力値）－（第２増幅器の出力値）　　（１）
　このように、運転中に逐次補正することにより、運転後の温度変化によるオフセット電圧をキャンセルすることができる。
　以下に、本実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路基板について説明する。
　図４及び図５には、インバータ装置２内の回路基板６０における各部品の配置の一例が示されている。図４は、回路基板６０の基板表面の概略図を示しており、図５は、回路基板６０の縦断面図を示している。
　図４の符号Ｘは、集積回路を示している。集積回路Ｘは、上述した電流検出回路３０の第１増幅器３１と、オフセットキャンセル回路２０の第２増幅器２１とを集積して構成されている。第１増幅器３１と第２増幅器２１とが１つの集積回路Ｘに集積されていることにより、回路基板６０の温度変化が生じた場合であっても、第１増幅器３１と第２増幅器２１の素子の温度差は小さく、半導体としての特性も近いものとなる。
　このように、第１増幅器３１と第２増幅器２１を１つの集積回路Ｘに集積するので、温度ドリフトを正確に検出し、温度ドリフトの影響により第１増幅器３１と第２増幅器２１のオフセット値が異なることにより生じるオフセット誤差を可及的に小さくすることができる。
　図４に示されるように、第１増幅器３１及び第２増幅器２１を含む集積回路Ｘ、周辺抵抗Ｒ１～Ｒ４を含む第１周辺部品３５、及び周辺抵抗Ｒ１’～Ｒ４’を含む第２周辺部品２５は、全て回路基板６０の同じ面に実装され、同一のグランドプレーン５０上に配置される。電流検出回路３０及びオフセットキャンセル回路２０を同じ面、かつ、同一のグランドプレーン５０上に実装することにより、両回路の温度ムラを小さくすることができる。
　グランドプレーン５０は、図４に示されるように回路基板６０の内層に配置される。
　本実施形態における電流検出回路３０とオフセットキャンセル回路２０で用いられる部品は、それぞれ製造段階の同ロットのものが用いられることが好ましい。具体的には、電流検出回路３０の周辺抵抗Ｒ１～Ｒ４と、オフセットキャンセル回路２０の周辺抵抗Ｒ１’～Ｒ４’とをそれぞれ製造段階の同ロットのものとする。電流検出回路３０とオフセットキャンセル回路２０で用いられる部品は製造段階の同ロットのものが用いられることで、温度特性、初期精度誤差の個体差が少なくなる。
　以下に、本実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機１の作用を説明する。
　インバータ一体型電動圧縮機１は、起動前、車両のエンジンの輻射熱等の影響で温度が上昇するため、それに伴ってインバータ装置２の回路基板６０の温度も上昇している。インバータ一体型電動圧縮機１の起動前においては、記憶部に記憶されている電流検出回路３０の第１増幅器３１のオフセット電圧の計測値を用いて第１増幅器３１のゼロ電圧が補正され、補正された第１増幅器３１の出力値がＡ／Ｄ変換され、さらに電流値に変換されることにより、インバータ回路４０の入力電流が検出される。
　インバータ一体型電動圧縮機１が作動すると、冷凍サイクル中を循環した後の低圧冷媒ガスが、図示しない冷媒吸入口から電動機ハウジング５内に吸入され、電動機ハウジング５内を流通して圧縮機構４に吸い込まれる。圧縮機構４で圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスは、圧縮機ハウジング７の端部に設けられている図示しない吐出口から吐出配管を経て冷凍サイクルへと循環される。この間、電動機ハウジング５内を流通する低温な低圧冷媒ガスは、インバータケース９内でインバータ装置２から発せられる作動熱に対し、電動機ハウジング５のハウジング外壁部等を介して吸熱作用を行い、スイッチング素子Ｓ等の発熱素子を冷却する。そうすると、間接的に回路基板６０が冷やされる。
　インバータ一体型電動圧縮機１の運転中は、インバータ回路４０と直列接続されるシャント抵抗３２の電圧降下として現れる電圧が第１増幅器３１で増幅されて制御部４１に出力される。これとともに、両端がグランド電位にされている第２増幅器２１で検出されるゼロ電圧によって、第１増幅器３１の出力が逐次オフセット補正される。こうしてオフセット補正された第１増幅器３１の出力に基づいて、インバータ回路４０の入力電流が検出される。
　第２増幅器２１で検出されるゼロ電圧によって、第１増幅器３１の出力が逐次オフセット補正されることにより、インバータ一体型電動圧縮機１の運転後に、回路基板６０に温度変化が生じてもオフセット誤差を抑制でき、電流検出回路３０の入力電流検出の精度向上を図ることができる。車両の空調設備用のインバータ一体型電動圧縮機１の運転中は、起動前と比較して吸入冷媒の影響により温度変化が大きくなるが、本実施形態においては、逐次オフセットをキャンセルする演算を行うことにより、冷媒冷却による温度変化を常に補正することができる。また、第１増幅器３１と第２増幅器２１は１つの集積回路Ｘに集積されているので、インバータ一体型電動圧縮機１の起動前と起動後のように温度変化が大きくなっても、第１増幅器３１と第２増幅器２１の温度差は抑えられ、オフセット誤差をより抑制できる。
　このように、電流検出回路３０、オフセットキャンセル回路２０、インバータ回路４０を備えた回路基板６０を構成することにより、電動モータ３の運転後の温度変化により生じる第１増幅器３１及び第２増幅器２１のオフセット誤差を打ち消すことができ、電流検出回路により検出されるインバータ回路４０の入力電流の精度向上を図ることができる。
　以上説明してきたように、本実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機１及び回路基板６０、並びに回路基板６０の製造方法によれば、インバータ回路４０に流れる入力電流を検出する第１増幅器３１と、第１増幅器３１のオフセット電圧を検出する第２増幅器２１とが１つの集積回路に集積された回路基板６０がインバータ一体型電動圧縮機１に組み込まれる。
　これにより、車両の空調設備用のインバータ一体型電動圧縮機１は、起動前と比較して起動運転後において、吸入冷媒の影響により回路基板６０の温度変化が大きくなるが、同じ集積回路に集積されている第１増幅器３１と第２増幅器２１とは温度が略同じになるので、第１増幅器３１と第２増幅器２１のオフセット値を等しくでき、インバータ回路４０に流れる入力電流の検出誤差を可及的に小さくすることができる。
　また、電流検出回路３０とオフセットキャンセル回路２０に備えられる各部品は、製造段階の同ロットのものが用いられることにより、電流検出回路３０及びオフセットキャンセル回路２０は温度特性、精度のばらつきの個体差等が少なくなり、入力電流の検出誤差を小さくできる。
　また、回路基板６０の同一の面で、かつ、同一グランドプレーン５０上に電流検出回路３０及びオフセットキャンセル回路２０が設けられることにより、電流検出回路３０及びオフセットキャンセル回路２０の温度ムラが小さくなる。これにより、インバータ回路４０に流れる入力電流の検出誤差をより小さくできる。
　本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において適宜変更できる。
１　インバータ一体型電動圧縮機
２　インバータ装置
３　電動モータ
４　スクロール圧縮機構
２０　オフセットキャンセル回路（オフセット補正回路）
２５　オフセットキャンセル回路の第２周辺部品
３０　電流検出回路
３２　シャント抵抗（電流検出抵抗）
３５　電流検出回路の第１周辺部品
５０　グランドプレーン
６０　回路基板

Claims (5)

  1. 　インバータ収容部に、インバータ回路が実装された回路基板を含むインバータ装置が一体に組み込まれ、吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機であって、
    　前記回路基板は、
    　前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器とを有し、前記インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路と、
    　前記第１増幅器のオフセット補正を行う第２増幅器を有するオフセット補正回路と、を備え、
    　前記第１増幅器と前記第２増幅器とが、１つの集積回路に集積されているインバータ一体型電動圧縮機。
  2. 　前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、
    　前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、
    　前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられる請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  3. 　前記電流検出回路及び前記オフセット補正回路は、前記第１増幅器、前記第２増幅器、前記第１周辺部品に含まれる抵抗、及び前記第２周辺部品に含まれる抵抗が前記回路基板における同一の面に実装され、かつ、同一のグランドプレーンに設けられる請求項２に記載のインバータ一体型電動圧縮機。
  4. 　吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部にインバータ回路を実装し、インバータ装置として一体に組み込まれている回路基板であって、
    　前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器とを有し、前記インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路と、
    　前記第１増幅器のオフセット補正を行う第２増幅器を有するオフセット補正回路とを備え、
    　前記第１増幅器と前記第２増幅器とを、１つの集積回路に集積している回路基板。
  5. 　吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部に、インバータ回路を実装し、前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する電流検出回路の第１増幅器と、前記第１増幅器のオフセット補正を行うオフセット補正回路の第２増幅器とを１つの集積回路に集積して構成し、インバータ装置として一体に組み込まれている回路基板の製造方法であって、
    　前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられる回路基板の製造方法。
    　
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200040893A1 (en) * 2018-08-03 2020-02-06 Lg Electronics Inc. Motor-operated compressor
JP7120157B2 (ja) * 2019-05-29 2022-08-17 トヨタ自動車株式会社 車両用温度調節装置
JP7334595B2 (ja) * 2019-11-28 2023-08-29 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
CN113285568A (zh) * 2020-01-31 2021-08-20 翰昂汽车零部件有限公司 电动压缩机及电动压缩机的制造信息管理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08139342A (ja) * 1994-11-08 1996-05-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 光電変換モジュール
WO2004062079A1 (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Zexel Valeo Climate Control Corporation モータ制御装置
JP2005294940A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Nec Compound Semiconductor Devices Ltd 半導体回路装置及び演算増幅装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307305A (en) * 1980-01-08 1981-12-22 Northern Telecom, Inc. Precision rectifier circuits
CN101334430B (zh) * 2007-06-29 2012-07-18 吴伟 一种高精确度电流检测和温度在线检测装置及其采样方法
JP5261139B2 (ja) * 2008-11-06 2013-08-14 サンデン株式会社 インバータ一体型電動圧縮機
JP5138551B2 (ja) * 2008-11-06 2013-02-06 サンデン株式会社 インバータ一体型電動圧縮機
JP5697038B2 (ja) * 2011-08-08 2015-04-08 サンデン株式会社 電動圧縮機の電気回路耐振構造
JP6320813B2 (ja) 2014-03-20 2018-05-09 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 インバータ一体型電動圧縮機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08139342A (ja) * 1994-11-08 1996-05-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 光電変換モジュール
WO2004062079A1 (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Zexel Valeo Climate Control Corporation モータ制御装置
JP2005294940A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Nec Compound Semiconductor Devices Ltd 半導体回路装置及び演算増幅装置

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